Um transformador monofásico de 50 Hz tem uma relação de transformação 6. As resistências do primário e do secundário são
e
, respectivamente, e as correspondentes reatâncias de dispersão são
e
. Despreze a impedância de magnetização e encontre:
a. A tensão que deve ser aplicada ao enrolamento de alta tensão para circular a corrente nominal de 200 A através do secundário curto-circuitado; (R.: 329,3 V)
b. O fator de potência de entrada nessas condições; (R.: 0,2 atraso)
c. Por que pode-se desprezar a impedância de magnetização nessa condição?
a. A tensão que deve ser aplicada ao enrolamento de alta tensão para circular a corrente nominal de 200 A através do secundário curto-circuitado; (R.: 329,3 V)
b. O fator de potência de entrada nessas condições; (R.: 0,2 atraso)
c. Por que pode-se desprezar a impedância de magnetização nessa condição?
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o exercício tá pedindo. Temos um transformador monofásico de 50 Hz com relação de transformação
As resistências do primário e secundário são
e as reatâncias de dispersão são
A impedância de magnetização foi desprezada. Queremos:
a) a tensão no enrolamento de alta tensão para fazermos 200 A circularem no secundário curto-circuitado;
b) o fator de potência de entrada nessa situação;
c) por que a impedância de magnetização pode ser desprezada no curto-circuito.
Para resolver isso, vamos referir tudo ao primário (lado de alta tensão), somar as impedâncias vistas e daí tirar tensão, fator de potência etc.
a) a tensão no enrolamento de alta tensão para fazermos 200 A circularem no secundário curto-circuitado;
b) o fator de potência de entrada nessa situação;
c) por que a impedância de magnetização pode ser desprezada no curto-circuito.
Para resolver isso, vamos referir tudo ao primário (lado de alta tensão), somar as impedâncias vistas e daí tirar tensão, fator de potência etc.
Passo 2
Referindo as impedâncias do secundário ao primário, usamos
Como
:
Aí a impedância total referida ao primário é
Passo 3
No curto-circuito, pra ter 200 A no secundário, a corrente no primário é
A tensão necessária no primário é então
Passo 4
O fator de potência de entrada (ângulo de fase entre tensão e corrente) é dado por
Como a reatância domina, essa corrente está atrasada em relação à tensão (fator de potência atrasado).
Passo 5
Por que desprezamos a impedância de magnetização?
Num ensaio de curto-circuito, aplicamos uma tensão bem baixa (aqui só ~330 V), então a corrente de magnetização (que precisa de tensão nominal para ser significativa) fica ínfima perto dos 33 A de curto. Logo, dá pra jogar fora esse ramo e simplificar o circuito.
Num ensaio de curto-circuito, aplicamos uma tensão bem baixa (aqui só ~330 V), então a corrente de magnetização (que precisa de tensão nominal para ser significativa) fica ínfima perto dos 33 A de curto. Logo, dá pra jogar fora esse ramo e simplificar o circuito.
Resposta
a)
b) (atraso)
c) Porque em curto-circuito a tensão aplicada é muito baixa, fazendo a corrente de magnetização ser desprezível diante da corrente de curto.
b)
c) Porque em curto-circuito a tensão aplicada é muito baixa, fazendo a corrente de magnetização ser desprezível diante da corrente de curto.